具有提供偏移互連的接口的堆疊式存儲(chǔ)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及電子裝置的領(lǐng)域，并且更具體的，涉及具有提供偏移互連的接口的堆疊式存儲(chǔ)器。
【背景技術(shù)】
[0002]為了提供具有附加密度的存儲(chǔ)器用于各種計(jì)算操作，開發(fā)了具有多個(gè)緊密耦合的存儲(chǔ)器元件(其可被稱為3D堆疊式存儲(chǔ)器，或堆疊式存儲(chǔ)器)的存儲(chǔ)器裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]3D堆疊式存儲(chǔ)器可包括DRAM (動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)存儲(chǔ)器元件的耦合層或封裝，其可被稱為存儲(chǔ)器堆棧。堆疊式存儲(chǔ)器可用于在單個(gè)裝置或封裝中提供大量計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器，其中所述裝置或封裝還可包括系統(tǒng)組件，例如存儲(chǔ)器控制器和CPU (中央處理單元)或其它系統(tǒng)元件。
[0004]然而，雖然存儲(chǔ)器元件的附加層可以添加到堆疊式存儲(chǔ)器裝置，但是這樣的存儲(chǔ)器的操作由存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)限制。特別地，存儲(chǔ)器裸晶層的添加增加了存儲(chǔ)器的量，但是不改變存儲(chǔ)器裝置的帶寬。由于這個(gè)原因，堆疊式存儲(chǔ)器裝置可在帶寬中受限，或可能要求以下設(shè)計(jì):即使許多實(shí)現(xiàn)不要求這個(gè)存儲(chǔ)器的量，仍提供最大數(shù)量的存儲(chǔ)器層的足夠帶寬。
【附圖說明】
[0005]在附圖中通過示例的方式而不是通過限制的方式來圖示本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的附圖標(biāo)記指類似元素。
[0006]圖1圖示3D堆疊式存儲(chǔ)器的實(shí)施例；
圖2圖示堆疊式存儲(chǔ)器裝置的實(shí)施例的數(shù)據(jù)路徑的路由；
圖3是堆疊式存儲(chǔ)器裝置中的存儲(chǔ)器裸晶的實(shí)施例的接口的圖示；
圖4圖示包括用添加存儲(chǔ)器裸晶層來擴(kuò)展帶寬的路由的堆疊式存儲(chǔ)器裝置的實(shí)施例； 圖5圖示具有附加存儲(chǔ)器裸晶層的存儲(chǔ)器裝置的實(shí)施例的數(shù)據(jù)路徑的路由；以及圖6是圖示包括堆疊式存儲(chǔ)器裝置的設(shè)備或系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本發(fā)明的實(shí)施例一般指向具有提供偏移互連的接口的堆疊式存儲(chǔ)器。
[0008]如本文使用的:
“3D堆疊式存儲(chǔ)器”(其中3D指示3維)或“堆疊式存儲(chǔ)器”指包括一個(gè)或多個(gè)耦合的存儲(chǔ)器裸晶層、存儲(chǔ)器封裝或其它存儲(chǔ)器元件的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器可垂直堆疊或水平(例如并排)堆疊，或以別的方式包括耦合在一起的存儲(chǔ)器元件。特別地，堆疊式存儲(chǔ)器DRAM裝置或系統(tǒng)可包括具有多個(gè)DRAM裸晶層的存儲(chǔ)器裝置。堆疊式存儲(chǔ)器裝置還可包括裝置中的系統(tǒng)元件，其可在本文中稱為系統(tǒng)層或元件，其中系統(tǒng)層可包括例如CPU (中央處理單元)、存儲(chǔ)器控制器和其它有關(guān)系統(tǒng)元件的元件。系統(tǒng)層可包括芯片上系統(tǒng)(SoC)。
[0009]在一些實(shí)施例中，設(shè)備、系統(tǒng)和方法提供用于具有提供偏移互連的接口的堆疊式存儲(chǔ)器。在一些實(shí)施例中，設(shè)備、系統(tǒng)和方法提供用于堆疊式存儲(chǔ)器中的帶寬的縮放。在一些實(shí)施例中，具有系統(tǒng)層和一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裸晶層(每個(gè)包括接口)的堆疊式存儲(chǔ)器裝置可提供用于層之間的偏移或交錯(cuò)接口連接以便相對(duì)于堆疊式存儲(chǔ)器的下一層的信號(hào)路徑來偏移每個(gè)層的信號(hào)路徑。在一些實(shí)施例中，堆疊式存儲(chǔ)器包括多個(gè)信道，其中每個(gè)裸晶層可驅(qū)動(dòng)堆疊式存儲(chǔ)器的信道中的一個(gè)或多個(gè)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，具有4個(gè)裸晶層的堆疊式存儲(chǔ)器裝置包括16個(gè)信道，其中每個(gè)裸晶層驅(qū)動(dòng)16個(gè)信道中的4個(gè)。
[0010]在一些實(shí)施例中，帶寬的縮放可以用于提供公共的封裝中存儲(chǔ)器裝置以用于在存儲(chǔ)器和處理需求中極大不同的設(shè)備和系統(tǒng)。例如，可用于低帶寬、成本敏感的應(yīng)用(例如蜂窩電話)中的存儲(chǔ)器裝置還可擴(kuò)大規(guī)模以便在對(duì)于高端計(jì)算(例如在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器應(yīng)用中)足夠的等級(jí)提供帶寬和存儲(chǔ)器的量?？缯麄€(gè)產(chǎn)品范圍的公共存儲(chǔ)器裝置可用于利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)來提供更低成本的存儲(chǔ)器解決方案給所有這樣的裝置。
[0011]常規(guī)的存儲(chǔ)器裝置可將所有存儲(chǔ)器裝置層的數(shù)據(jù)接口引腳連接在一起，這需要在每個(gè)存儲(chǔ)器裝置層上的附加的驅(qū)動(dòng)器，并且需要在每個(gè)數(shù)據(jù)接口引腳上顯著的電負(fù)載，從而消耗過多功率并限制存儲(chǔ)器裝置的最大數(shù)據(jù)速率。
[0012]在一些實(shí)施例中，裝置、系統(tǒng)或方法以這樣的結(jié)構(gòu)和方式提供用于互連堆棧中的存儲(chǔ)器裝置層:使得存儲(chǔ)器堆棧中可用的帶寬量能夠在更多存儲(chǔ)器裝置被添加到堆疊式存儲(chǔ)器中時(shí)增長(zhǎng)。在一些實(shí)施例中，堆疊式存儲(chǔ)器裝置架構(gòu)使得能夠生成不同大小的裝置，所述裝置在結(jié)構(gòu)中是相同的但是具有從單獨(dú)的存儲(chǔ)器裝置層驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)接口引腳。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，特定的存儲(chǔ)器裝置可被堆疊到更大的堆棧大小以便提供附加容量，其中帶寬隨著堆棧層的添加而增大。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置的結(jié)構(gòu)將每個(gè)數(shù)據(jù)接口引腳上的電負(fù)載減小到更低的功率并且增大存儲(chǔ)器裝置的數(shù)據(jù)速率。
[0013]在一些實(shí)施例中，用于縮放堆疊式存儲(chǔ)器裝置中的帶寬的設(shè)備、系統(tǒng)或方法使用存儲(chǔ)器堆棧中的每個(gè)存儲(chǔ)器裸晶層中的跡線或其它互連來將數(shù)據(jù)接口信號(hào)從堆棧中更高的存儲(chǔ)器裸晶層重新路由到備選的數(shù)據(jù)接口引腳上。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置層中的一個(gè)或多個(gè)，以及潛在地存儲(chǔ)器堆棧的所有層，包括將信號(hào)路徑從第一存儲(chǔ)器裸晶層的每個(gè)數(shù)據(jù)接口引腳重新路由到第二存儲(chǔ)器裸晶的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)接口引腳的交錯(cuò)的互連，其中第二存儲(chǔ)器裸晶層的每個(gè)數(shù)據(jù)接口引腳從第一存儲(chǔ)器裸晶層的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)接口引腳偏移。堆疊式存儲(chǔ)器裝置的結(jié)構(gòu)可用于提供從存儲(chǔ)器裝置數(shù)據(jù)接口引腳到存儲(chǔ)器控制器的點(diǎn)到點(diǎn)連接。堆疊式存儲(chǔ)器裝置的實(shí)施例中的互連的交錯(cuò)用堆疊式存儲(chǔ)器裝置的每個(gè)附加存儲(chǔ)器裸晶層來提供帶寬的擴(kuò)展。
[0014]在一些情況下，堆疊式存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器裸晶層的數(shù)量可大于裝置的備選的數(shù)據(jù)接口引腳的數(shù)量。在一些實(shí)施例中，回繞的路由互連使得堆疊式存儲(chǔ)器的高度能夠大于備選的數(shù)據(jù)接口引腳集合的數(shù)量以便提供點(diǎn)到兩點(diǎn)(或更多)拓?fù)?。在一些?shí)施例中，第一存儲(chǔ)器裸晶層的路由連接被纏繞以便與第二存儲(chǔ)器裸晶層連接，所述第二存儲(chǔ)器裸晶層從第一層離開某個(gè)數(shù)量的層。
[0015]在一個(gè)示例中，堆疊式存儲(chǔ)器裝置可包括X個(gè)數(shù)據(jù)路由(其中X是2或更多，但在此示例中可為4)，并且存儲(chǔ)器裝置包括多于X個(gè)存儲(chǔ)器裸晶層(X+1或更多，但在此示例中可以為8個(gè)存儲(chǔ)器裸晶層。例如，耦合到系統(tǒng)層的第一存儲(chǔ)器裸晶層可具有經(jīng)由回繞的互連路由的到第五存儲(chǔ)器裸晶層的路由。此外，第二存儲(chǔ)器裸晶層可具有到第六存儲(chǔ)器裸晶層的路由，并且繼續(xù)通過裝置的其它存儲(chǔ)器裸晶層。
[0016]圖1圖示3D堆疊式存儲(chǔ)器的實(shí)施例。在此圖示中，3D堆疊式存儲(chǔ)器裝置100包括與一個(gè)或多個(gè)DRAM存儲(chǔ)器裸晶層120耦合的系統(tǒng)元件110，本文中還稱為存儲(chǔ)器堆棧。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)元件可以是芯片上系統(tǒng)(SoC)或其它類似元件。雖然圖1圖示了系統(tǒng)元件110耦合在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裸晶層120的存儲(chǔ)器堆棧下面的實(shí)現(xiàn)，但是實(shí)施例不限于此布置。例如，在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)元件110可位于存儲(chǔ)器堆棧120附近，并且因此可以按并排布置與存儲(chǔ)器堆棧120耦合。
[0017]在這個(gè)圖示中，DRAM存儲(chǔ)器裸晶層包括4個(gè)存儲(chǔ)器裸晶層，這些層是第一存儲(chǔ)器裸晶層130、第二存儲(chǔ)器裸晶層140、第三存儲(chǔ)器裸晶層150和第四存儲(chǔ)器裸晶層160。然而，在存儲(chǔ)器堆棧120中實(shí)施例不限于任何特定數(shù)量的存儲(chǔ)器裸晶層，并且可包括更大或更小數(shù)量的存儲(chǔ)器裸晶層。除了其它元件之外，系統(tǒng)元件110可包括存儲(chǔ)器堆棧120的存儲(chǔ)器控制器112。在一些實(shí)施例中，每個(gè)存儲(chǔ)器裸晶層(可能除了頂部或最外部存儲(chǔ)器裸晶層(例如此圖示中的第四存儲(chǔ)器裸晶層160)以外)包括多個(gè)硅通孔(TSV)以便提供通過存儲(chǔ)器裸晶層的硅襯底的路徑。
[0018]在一些實(shí)施例中，每個(gè)存儲(chǔ)器裸晶層包括用于與另一裸晶層或系統(tǒng)元件110的連接的接口。在此圖示中，第一存儲(chǔ)器裸晶層130包括用于第一存儲(chǔ)器裸晶層130和系統(tǒng)元件110之間的耦合的第一接口 125 ;第二存儲(chǔ)器裸晶層140包括用于第二存儲(chǔ)器裸晶層140和第一存儲(chǔ)器裸晶層130之間的耦合的第二接口 135 ;第三存儲(chǔ)器裸晶層150包括用于第三存儲(chǔ)器裸晶層150和第二存儲(chǔ)器裸晶層140之間的耦合的第三接口 145 ;以及第四存儲(chǔ)器裸晶層160包括用于第四存儲(chǔ)器裸晶層160和第三存儲(chǔ)器裸晶層150之間